Drahterodieren ermöglicht Präzision dort, wo klassische Bearbeitung an ihre Grenzen stößt – selbst bei extrem harten Metallen, wie z.B. Hartmetall. Mit einem Draht, der einen Durchmesser bis zu 0,1 mm hat, entstehen komplexe Konturen im Mikrometerbereich. Drahterodieren ist damit eine Schlüsseltechnologie für hochpräzise Bauteile in Industrie und Medizintechnik.
Was ist Drahterodieren?
Drahterodieren ist ein abtragendes Bearbeitungsverfahren, bei dem ein elektrisch geladener Draht ein leitfähiges Werkstück durch gezielte Funkenentladungen zerteilt, ohne es mechanisch zu berühren. Der Draht bildet dabei die eine Elektrode und das Werkstück als Anode, also der Pluspol, die andere. Beide tauchen in ein sogenanntes Dielektrikum, eine nicht leitende Flüssigkeit aus deionisiertem, sprich: entsalztem Wasser.
Diese Drahterosion erzeugt bis zu 100.000 Entladungen pro Sekunde, die winzige Materialmengen abtragen und so einen präzisen Schnitt formen. Weil kein Werkzeug das Material drückt, entstehen weder Kräfte noch Verformungen am Bauteil. Das macht die genaue Funktionsweise des Funkenabtrags so vorteilhaft.
Welchen Draht nutzt das Drahterodieren als Elektrode?
Als Werkzeug dient beim Drahterodieren ein Draht bis zu Ø 0,1 mm, der sich kontinuierlich von einer Spule abwickelt und durch das Werkstück läuft, sodass stets frisches, nicht verschlissenes Material im Eingriff ist. Erodierdraht besteht zumeist aus Messing oder Kupfer, für höchste Ansprüche auch aus Wolfram, das eine hohe Schmelztemperatur und Härte mitbringt.
Der Drahtdurchmesser liegt durchschnittlich zwischen 0,1 und 0,25 Millimetern und bestimmt, wie fein die Konturen und Eckenradien ausfallen. Führungsrollen halten den Draht bei einer Spannung von 5 bis 25 Newton straff, damit er schwingungsfrei schneidet.
Diese Materialien lassen sich mit Drahterodieren bearbeiten
Drahterodieren bearbeitet ausschließlich elektrisch leitfähige Werkstoffe, dafür jedoch unabhängig von ihrer Härte, weil nicht mechanische Kraft, sondern elektrische Energie das Material abträgt. Diese Eigenschaft macht das Verfahren dort stark, wo Fräser und Bohrer an der Härte scheitern.
Das Materialspektrum sieht wie folgt aus:
- Werkzeug- und Edelstahl: Standard im Werkzeug- und Formenbau, auch gehärtet
- Hartmetalle: verschleißfeste Werkstoffe, die spanend kaum zu bearbeiten sind
- Titan und Titanlegierungen: hochfest und leicht, gefragt in Luftfahrt und Medizintechnik
- Kupfer und Legierungen: gut leitfähig und schnell abtragbar
- Leitfähige Keramiken: möglich, sofern sie Strom leiten
Wie unterscheidet sich Drahterodieren von Senkerodieren und Fräsen?
Drahterodieren schneidet mit einem durchlaufenden Draht vor allem durchgehende Konturen, Ausschnitte und Profile aus leitfähigen Werkstoffen. Neben geraden Schnitten sind auch konische oder schräg verlaufende Schnittflächen möglich. Anders sieht es beim Senkerodieren aus, das mit einer geformten Werkzeugelektrode auch komplexe 3D-Formen und Sacklöcher bearbeitet. Beide Verfahren gehören jedoch zur Funkenerosion, unterscheiden sich aber in dem zu bearbeitenden Werkzeug und der erreichbaren Geometrie.
Häufig läuft das Drahterodieren in mehreren Durchgängen ab: Ein schneller Schruppschnitt trennt grob vor, während anschließende Feinschlicht-Schnitte die Oberfläche glätten und Rattermarken beseitigen. Dadurch ist oft keine Nachbearbeitung mehr nötig. Gegenüber dem spanenden Fräsen oder Drehen arbeitet das Drahterodieren zudem langsamer, liefert dafür aber engere Toleranzen bis Toleranzgrad IT3, erzielt Oberflächen bis Ra 0,05 µm und schneidet Werkstoffe, die zu hart zum Zerspanen sind.
Die Vorteile von Drahterodieren auf einen Blick
- Höchste Präzision mit Toleranzen im Mikrometerbereich
- Kein mechanischer Werkzeugverschleiß, da berührungslos gearbeitet wird
- Bearbeitung sehr harter Materialien wie Hartmetall möglich
- Ideal für komplexe Geometrien und feinste Konturen
- Gute Oberflächenqualität, oft ohne Nachbearbeitung
Die Nachteile von Drahterodieren auf einen Blick
- Geringere Bearbeitungsgeschwindigkeit als Fräsen oder Laserschneiden
- Nur elektrisch leitfähige Materialien sind bearbeitbar
- Startloch bei Innenkonturen meist erforderlich
- Höhere Kosten bei einfachen Bauteilen
- Prozess erfordert präzise Steuerung
So teuer ist das Drahterodieren
Die Kosten des Drahterodierens richten sich vor allem nach der Bearbeitungszeit, denn der langsame Funkenabtrag und die geforderte Maßhaltigkeit bestimmen den Aufwand stärker als der Materialpreis. Es gilt: Je härter der Werkstoff und je feiner die Toleranz, desto wirtschaftlicher wird das Verfahren gegenüber Alternativen, weil andere Methoden hier schnell an ihre Grenzen stoßen oder am Ende deutlich mehr Nacharbeit verlangen.
Wo wird Drahterodieren im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt?
Drahterodieren wird vor allem im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt, um Matrizen, Schnittplatten und Formeinsätze aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall präzise zu trennen. Die Eignung für harte Werkstoffe und komplexe Geometrien macht das Verfahren für Prototypen und Kleinserien gleichermaßen attraktiv.
Über den Werkzeugbau hinaus fertigt das Drahtschneiden chirurgische Instrumente und Implantate in der Medizintechnik sowie Turbinenkomponenten aus Titan in der Luft- und Raumfahrt. Auch die Automobilindustrie nutzt den minimalen Materialverzug und die hohe Formgenauigkeit des Verfahrens, die kaum ein anderes Präzisionsverfahren so zuverlässig liefert.
Drahterodieren bei WTN – Präzision und Fertigungstiefe aus einer Hand
WTN setzt das Drahterodieren gemeinsam mit dem Senkerodieren dort ein, wo besonders harte Werkstoffe oder feine Konturen gefragt sind, und ergänzt damit die spanende Fertigung aus CNC-Drehen, Fräsen und Schleifen. Die Werkzeugtechnik Niederstetten GmbH & Co. KG bearbeitet als Mitglied der Würth-Gruppe dabei das gesamte Werkstoffspektrum von weich bis hart, darunter Stahl, Edelstahl und Hartmetall.
Über die Funkenerosion im eigenen Werkzeugbau entstehen bei WTN hochpräzise Matrizen, Stempel und Präzisionsbauteile nach Maß, abgesichert durch ein nach ISO 9001 zertifiziertes Qualitätsmanagement und eine hohe Fertigungstiefe. Ob Prototyp, Sonderteil oder Kleinserie, für jedes Projekt steht bei WTN zudem ein persönlicher Ansprechpartner zur Seite. Hier erhalten Sie alles aus einer Hand.
Sprechen Sie uns an, wenn Ihre Bauteile das Drahterodieren verlangen – unsere Experten sind für Sie da. Wir freuen uns auf Ihr Projekt!
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Welche Materialien kann man drahterodieren?
Alle elektrisch leitfähigen Werkstoffe sind für das Drahterodieren geeignet, darunter Stahl, Edelstahl, Titan, Hartmetall sowie leitfähige Keramiken.
Wie genau ist Drahterodieren?
Das Verfahren erreicht Toleranzen im Mikrometerbereich, typischerweise bis Toleranzklasse IT3, abhängig von der Maschine und den genutzten Parametern.
Warum ist ein Startloch beim Verfahren notwendig?
Für geschlossene Konturen muss der Draht zunächst in das Werkstück eingeführt werden. Dafür wird ein Startloch vorgebohrt, durch das der Draht eingefädelt wird.
Wann lohnt sich Drahterodieren wirtschaftlich?
Drahterodieren lohnt sich besonders bei sehr harten Materialien, komplexen Geometrien, Prototypen oder Kleinserien, bei denen andere Verfahren entweder ungenau, zu langsam in der Nachbearbeitung oder technisch nicht möglich sind.